(57)【要約】【課題】欠陥観察時に観察顕微鏡のレンズ部と基板又は基板保持機構との衝突を防止する。欠陥観察に必要な時間を短縮化する。【解決手段】基板の表面に照射された高さ調整用のレーザビームは、その高さに比例してスポットの直径が変化し、フォーカス面で最小となり、さらに下降移動により拡大する。観察顕微鏡手段を上方から下降させることによって、レーザビームのスポット径の最小位置を検出し、登録した対物レンズの倍率におけるフォーカス時のスポット径と比較することによって、対物レンズがフォーカス位置より下方向に移動し続けて、基板又は基板保持機構と接触するのを防止する。【選択図】図３
2013007590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の対向する二辺を検査テーブル手段で支持し、
前記基板の表面にレーザビームを照射する投光手段を相対的に移動させることによって前記基板の表面を走査し、
前記レーザビームの走査によって前記基板の欠陥に対応した前記レーザビームの散乱光を検出手段によって受光し前記基板の欠陥を検出し、
前記検出手段によって検出された前記欠陥を観察するために観察顕微鏡手段を前記欠陥の検出位置に移動し、
前記基板の表面であって前記観察顕微鏡の照明系とほぼ同軸上に高さ調整用のレーザビームスポットを投射して前記観察顕微鏡手段の高さを調整することを特徴とする基板検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板検査方法において、前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動し、前記レーザビームを前記基板の表面に斜めに照射しながら前記レーザビームを前記二辺と垂直な方向へ移動することによって、前記基板の表面全体を走査することを特徴とする基板検査方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板検査方法において、前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動させ、前記観察顕微鏡手段を前記二辺と直角方向に移動させることによって、前記欠陥の検出位置に前記観察顕微鏡手段を移動させることを特徴とする基板検査方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の基板検査方法において、前記高さ調整用光学系手段は前記レーザビームスポットの大きさに基づいて上下移動可能な範囲を対物レンズの切り替え設定に同期して設定することを特徴とする基板検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載の基板検査方法において、前記対物レンズの切り替えに対応して、前記対物レンズの色を検出し、前記対物レンズ切り替えによる誤操作を防止したことを特徴とする基板検査方法。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５に記載の基板検査方法において、前記基板の表面までの距離を三角測量式で測定するレーザ式距離センサを用いて前記二辺を支持された前記基板の全体の撓みを測定し、測定された前記撓みに基づいて前記欠陥の検出処理時及び前記欠陥観察処理時の前記基板表面からの高さを最適化することを特徴とする基板検査方法。
【請求項７】
基板をその対向する二辺で支持する検査テーブル手段と、
レーザビームを前記基板の表面に照射しながら相対的に移動することによって前記基板の表面を走査する投光手段と、
前記基板の欠陥に対応した前記レーザビームの散乱光を受光し前記基板の欠陥を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記欠陥を観察するための観察顕微鏡手段と、
前記検出手段によって検出された前記欠陥の検出位置に前記観察顕微鏡手段を移動させる移動制御手段と、
前記基板の表面であって前記観察顕微鏡の照明系とほぼ同軸上に高さ調整用のレーザビームスポットを投射する高さ調整用光学系手段と
を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板検査装置において、前記検査テーブル手段が前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動し、前記投光手段が前記レーザビームを前記基板の表面に斜めに照射しながら前記レーザビームを前記二辺と垂直な方向へ移動することによって、前記基板の表面を走査することを特徴とする基板検査装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の基板検査装置において、前記移動制御手段が前記検査テーブル手段を用いて前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動させ、前記観察顕微鏡手段を前記二辺と直角方向に移動させることによって、前記欠陥の検出位置に前記観察顕微鏡手段を移動させることを特徴とする基板検査装置。
【請求項１０】
請求項７、８又は９に記載の基板検査装置において、前記高さ調整用光学系手段は前記レーザビームスポットの大きさに基づいて上下移動可能な範囲を対物レンズの切り替え設定に同期して設定することを特徴とする基板検査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板検査装置において、前記対物レンズの切り替えに対応して、前記対物レンズの色を検出し、前記対物レンズ切り替えによる誤操作を防止したことを特徴とする基板検査装置。
【請求項１２】
請求項７、８、９、１０又は１１に記載の基板検査装置において、前記基板の表面までの距離を三角測量式で測定するレーザ式距離センサを設け、前記レーザ式距離センサを用いて前記二辺を支持された前記基板の全体の撓みを測定し、測定された前記撓みに基づいて前記欠陥の検出処理時及び前記欠陥観察処理時の前記基板表面からの高さを最適化することを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用露光用マスクやパネルに用いられるガラス基板や石英基板等の欠陥を検査する基板検査方法及び装置に係り、特に透明な基板を観察するのに良好な基板検査方法及び装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のガラス基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル等の製造は、露光装置を用いて、フォトマスクのパターンをガラス基板やプラスチック基板等の透明基板に転写して行われる。フォトマスクはパターンをガラス基板や石英基板等の表面に、パターン部分以外の光を遮断するクロム膜等を形成して製造されている。このようなマスク基板に傷や異物等の欠陥が存在すると、クロム膜等の形成やパターンの転写が良好に行われず不良の原因となる。このため、基板検査装置を用いて、マスク基板の欠陥検査が行われている。板厚の大きい透明な基板の欠陥の検査を、基板の周辺部のノイズの影響を無くし、検出精度を向上させるものとして、特許文献１に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４４０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の基板検査装置は、クロム膜に存在するピンホールやレジスト膜中に混入する異物、透明基板の表面、裏面についた傷や付着した異物の位置、個数を検出するものである。操作者は、検出した欠陥を欠陥観察用のレーザ式又は光学式の観察顕微鏡で確認し、欠陥の大きさ、状態により、検査合格レベルなのか、再加工が必要なのか、再洗浄が必要なのかどうかを判別している。従来はこの観察中に操作者が誤って観察顕微鏡の対物レンズを基板に衝突させるという人為的ミスが多く発生していた。また、操作者の操作によって結像位置が見逃されると、顕微鏡の移動を継続させ続けることとなり、ワークと観察顕微鏡対物レンズとが接触して、ワークを傷つけるという問題があった。さらには、観察顕微鏡の移動時には基板との距離を確保するため、対物レンズを低倍率に電動レポルバで回転させる必要があるが、その作業をわすれてしまい、衝突させてしまったり、基板周辺付近の観察においては、観察顕微鏡対物レンズを待避させずに大きく移動させて、基板保持機構と観察顕微鏡対物レンズとを衝突させてしまうという人為的ミスもあった。
【０００５】
図１は、従来の基板検査装置の概要を示す図である。図２は観察顕微鏡の移動状態を示す図である。図に示すように従来の基板検査装置は、できるだけワークであるマスク基板１に接触しないように検査を行っている。検査テーブル２ａ，２ｂは四角形のマスク基板１の向かい合う二辺だけで支持している。二辺（両端）の支持されたマスク基板１は、自重により鞍形に撓んでいる。基板検査装置は、観察時に欠陥の位置に応じて撓み量を計算し、その撓み量に応じて基板１の高さを駆動ステージ（図示せず）で安全な高さまで移動させる。まず、図２に示すように、観察顕微鏡１０ａの横に配置したレーザ式距離センサ１１ａを観察位置に移動させ、レーザ式距離センサ１１ａで基板１表面までの距離を三角測量式で測定する。次に観察顕微鏡１０ａを上昇−横移動−下降させて点線の観察顕微鏡１０ｂの位置に配置し、そこで観察を行う。
【０００６】
図３は、従来の観察顕微鏡の構成を示す概略図である。従来の観察顕微鏡１０は、照明系となる投影用ライトガイドファイバ１７、対物レンズ１６、ハーフミラー（又は偏光ビームスプリッタ）１８、結像レンズ１９及びＣＣＤカメラ２０から構成される。投影用ライトガイドファイバ１７からの照明光はコリメータレンズを介して入射される。図では対物レンズ１６が１個の場合を示しているが複数の対物レンズを選択可能に構成されている場合もある。ＣＣＤカメラ２０は、観察した結果を記録する。なお、観察顕微鏡１０のＺ方向の高さは図示していない電動レボルバによって制御される。迷光板４０は、ハーフミラー１８を透過した光が、ハーフミラー１８で反射された光に影響を与えないようにする。
【０００７】
撓んでいる基板１と接触させないように観察顕微鏡１０ａを観察顕微鏡１０ｂの位置に移動させるためには、図２に示すように、まず上方に待避移動させ、レーザ式距離センサ１１ａを使用し基板１との距離確認を行ってから観察顕微鏡１０ａの位置から観察顕微鏡１０ｂの位置（欠陥位置）に移動させている。そのため観察顕微鏡の移動に時間を要するという問題があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、欠陥観察時に観察顕微鏡のレンズ部と基板との衝突防止と観察顕微鏡のレンズ部と基板保持機構との衝突を防止することのできる基板検査方法及び装置を提供することを目的とする。また、本発明は、欠陥観察に必要な時間を短縮化することのできる基板検査方法保及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る基板検査方法の第１の特徴は、基板の対向する二辺を検査テーブル手段で支持し、前記基板の表面にレーザビームを照射する投光手段を相対的に移動させることによって前記基板の表面を走査し、前記レーザビームの走査によって前記基板の欠陥に対応した前記レーザビームの散乱光を検出手段によって受光し前記基板の欠陥を検出し、前記検出手段によって検出された前記欠陥を観察するために観察顕微鏡手段を前記欠陥の検出位置に移動し、前記基板の表面であって前記観察顕微鏡の照明系とほぼ同軸上に高さ調整用のレーザビームスポットを投射して前記観察顕微鏡手段の高さを調整することにある。レーザビームは観察顕微鏡手段の対物レンズで焦点を結ぶため、高さ方向によって基板表面のレーザビームスポットのサイズ（直径）が変化することが知られている。従って、基板の表面に照射された高さ調整用のレーザビームは、その高さに比例してレーザビームスポットの直径が変化し、フォーカス面で最小となり、さらに下降移動に応じて逆に拡大し始める。そこで、観察顕微鏡手段を上方から下降させることによって、レーザビームのスポット径の最小位置を検出し、予め登録した対物レンズの倍率におけるフォーカス時におけるレーザビームスポットの直径と比較することによって、対物レンズがフォーカス位置より下方向に移動し続けて、基板や基板保持機構と接触するのを防止することができる。なお、図には示さないが、投光側からパターン像を投影することにより、そのパターン像のサイズや輪郭で焦点位置を判別する方法でもよい。
【０００９】
本発明に係る基板検査方法の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の基板検査方法において、前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動し、前記レーザビームを前記基板の表面に斜めに照射しながら前記レーザビームを前記二辺と垂直な方向へ移動することによって、前記基板の表面を走査することにある。これは、基板と投光手段とを互いに直交するように移動させることによって基板表面全体にレーザビームを照射するようにしたものである。
【００１０】
本発明に係る基板検査方法の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の基板検査方法において、前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動させ、前記観察顕微鏡手段を前記二辺と直角方向に移動させることによって、前記欠陥の検出位置に前記観察顕微鏡手段を移動させることにある。これは、基板と観察顕微鏡手段とを互いに直交するように移動させることによって基板の欠陥検出位置に観察顕微鏡手段を移動させるようにしたものである。
【００１１】
本発明に係る基板検査方法の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載の基板検査方法において、前記高さ調整用光学系手段は前記レーザビームスポットの大きさに基づいて上下移動可能な範囲を対物レンズの切り替え設定に同期して設定することにある。これは、基板に結像したレーザビームスポットの直径を観察顕微鏡手段の対物レンズの倍率毎に登録しておき、対物レンズの切り替え設定に同期して上下移動可能範囲を設定し、移動しても衝突しないようにしたものである。
【００１２】
本発明に係る基板検査方法の第５の特徴は、前記第４の特徴に記載の基板検査方法において、前記対物レンズの切り替えに対応して、前記対物レンズの色を検出し、前記対物レンズ切り替えによる誤操作を防止したことにある。これは、観察顕微鏡手段の対物レンズの各側面に色テープまたは塗料を用いて色分けを行い、これを色識別センサで判別することによって、対物レンズの倍率を検出し、対物レンズ切り替えによる誤操作を防止するようにしたものである。
【００１３】
本発明に係る基板検査方法の第６の特徴は、前記第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に記載の基板検査方法において、前記基板の表面までの距離を三角測量式で測定するレーザ式距離センサを用いて前記二辺を支持された前記基板の全体の撓みを測定し、測定された前記撓みに基づいて前記欠陥の検出処理時及び前記欠陥観察処理時の前記基板表面からの高さを最適化することにある。観察顕微鏡手段の近傍に設置されたレーザ式距離センサを用いて基板全体の撓みを予め測定し、この撓みのデータに基づいて、基板と投光手段との間の距離を最適な高さに調整し、基板の表面検査を行い、欠陥観察に必要な時間を短縮化する。また、観察顕微鏡手段の移動時にもこの撓みデータを使用することによって、移動をスムーズに行うことができる。
【００１４】
本発明に係る基板検査装置の第１の特徴は、基板をその対向する二辺で支持する検査テーブル手段と、レーザビームを前記基板の表面に照射しながら相対的に移動することによって前記基板の表面を走査する投光手段と、前記基板の欠陥に対応した前記レーザビームの散乱光を受光し前記基板の欠陥を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記欠陥を観察するための観察顕微鏡手段と、前記検出手段によって検出された前記欠陥の検出位置に前記観察顕微鏡手段を移動させる移動制御手段と、前記基板の表面であって前記観察顕微鏡の照明系とほぼ同軸上に高さ調整用のレーザビームスポットを投射する高さ調整用光学系手段とを備えたことにある。これは、前記基板検査方法の第１の特徴に対応した基板検査装置の発明である。
【００１５】
本発明に係る基板検査装置の第２の特徴は、前記第１の特徴に記載の基板検査装置において、前記検査テーブル手段が前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動し、前記投光手段が前記レーザビームを前記基板の表面に斜めに照射しながら前記レーザビームを前記二辺と垂直な方向へ移動することによって、前記基板の表面を走査することにある。これは、前記基板検査方法の第２の特徴に対応した基板検査装置の発明である。
【００１６】
本発明に係る基板検査装置の第３の特徴は、前記第１又は第２の特徴に記載の基板検査装置において、前記移動制御手段が前記検査テーブル手段を用いて前記二辺と平行な方向へ前記基板を移動させ、前記観察顕微鏡手段を前記二辺と直角方向に移動させることによって、前記欠陥の検出位置に前記観察顕微鏡手段を移動させることにある。これは、前記基板検査方法の第３の特徴に対応した基板検査装置の発明である。
【００１７】
本発明に係る基板検査装置の第４の特徴は、前記第１、第２又は第３の特徴に記載の基板検査装置において、前記高さ調整用光学系手段は前記レーザビームスポットの大きさに基づいて上下移動可能な範囲を対物レンズの切り替え設定に同期して設定することにある。これは、前記基板検査方法の第４の特徴に対応した基板検査装置の発明である。
【００１８】
本発明に係る基板検査装置の第５の特徴は、前記第４の特徴に記載の基板検査装置において、前記対物レンズの切り替えに対応して、前記対物レンズの色を検出し、前記対物レンズ切り替えによる誤操作を防止したことにある。これは、前記基板検査方法の第５の特徴に対応した基板検査装置の発明である。
【００１９】
本発明に係る基板検査装置の第６の特徴は、前記第１、第２、第３、第４又は第５の特徴に記載の基板検査装置において、前記基板の表面までの距離を三角測量式で測定するレーザ式距離センサを設け、前記レーザ式距離センサを用いて前記二辺を支持された前記基板の全体の撓みを測定し、測定された前記撓みに基づいて前記欠陥の検出処理時及び前記欠陥観察処理時の前記基板表面からの高さを最適化することにある。これは、前記基板検査方法の第６の特徴に対応した基板検査装置の発明である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、欠陥観察時に観察顕微鏡のレンズ部と基板との衝突防止と観察顕微鏡のレンズ部と基板保持機構との衝突を防止することができ、また、欠陥観察に必要な時間を短縮化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の基板検査装置の概要を示す図である。
【図２】観察顕微鏡の移動状態を示す図である。
【図３】従来の観察顕微鏡の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の基板検査装置の概略構成を示す図である。
【図５】本発明の基板検査装置の観察顕微鏡の詳細構成を示す図である。
【図６】観察顕微鏡の観察画面の一例を示す図である。
【図７】基板表面に照射されるレーザビームの直径と基板表面からの高さとの関係を示す図である。
【図８】本発明の基板検査装置の動作アルゴリズムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図４は、本発明の基板検査装置の概略構成を示す図である。この実施の形態に係る基板検査装置は、ＦＰＤ用マスク基板を検査するマスク基板検査装置である。図４では、図１と同様にマスク基板検査装置の概略として、マスク基板１の向かい合う２辺を支持する検査テーブル２ａ，２ｂと、この検査テーブル２ａ，２ｂの上部に配置された観察顕微鏡１０と、観察顕微鏡１０の横に配置されたレーザ式距離センサ１１とを示している。
【００２３】
検査テーブル２ａ，２ｂは、図示していないボールねじなどの送り機構によってマスク基板１をＸ方向に沿って移動する。一方、観察顕微鏡１０及びレーザ式距離センサ１１は、図示してない送り機構によってＸ方向と直交するＹ方向に沿って一体的に移動される。すなわち、マスク基板１をＸ方向に移動させ、観察顕微鏡１０及びレーザ式距離センサ１１を一体で基板移動方向（Ｘ方向）に対して直角方向（Ｙ方向）に移動させることでマスク基板１全体を観察可能にする。マスク基板１は２辺支持により鞍形に撓んでいるため、中央部の観察時は２辺支持部と比較して、Ｚ方向の観察位置を変えないと観察することができず、欠陥観察位置によっては移動時にマスク基板１との接触を避ける必要がある。
【００２４】
図５は、本発明の基板検査装置の観察顕微鏡の詳細構成を示す図である。本発明の観察顕微鏡１０は、従来構成の観察顕微鏡に新たにレーザダイオード３０、コリメータレンズ３１、ピンホール３２、４分の１波長板（λ／４波長板）３３、偏光ビームスプリッタ３４から構成される観察位置調整手段を備えたものである。レーザダイオード３０から出射する光を使用し、その出射光を照明光源となる投影用ライトガイドファイバ１７からの照明光とほぼ同軸となるように配置し、ビーム直径の細い平行光線を対物レンズ１６からマスク基板１の表面に照射している。
【００２５】
レーザダイオード３０からの出射光であるレーザビームは、コリメータレンズ３１、ピンホール３２、４分の１波長板３３、偏光ビームスプリッタ３４、偏光ビームスプリッタ１８、対物レンズ１６を介してワークであるマスク基板１の表面に照射される。マスク基板１の表面で反射した反射レーザビームはＣＣＤカメラ２０に入射する。透明なガラス基板の場合でも照射されるレーザビームの波長によって４〜１０％は反射するため、パワー密度の大きいレーザビームを使用すれば、十分な強度でその反射レーザビームを利用することができる。従って、マスク基板１の表面で反射したレーザビームは同一の対物レンズ１６を通り、また平行光にもどされて、偏光ビームスプリッタ１８を通過してＣＣＤカメラ２０に入射する。なお、４分の１波長板（λ／４波長板）３３と偏光ビームスプリッタ３４の組み合わせは、レーザビームの強度に応じてハーフミラーなどで構成することも可能である。迷光板４０ｂは、ハーフミラー３４を透過した光が、ハーフミラー３４で反射された光に影響を与えないようにする。
【００２６】
本発明の基板検査装置は、観察顕微鏡全体をモータ等の駆動系によって上下方向（Ｚ方向）に駆動できる構造をしている。観察顕微鏡全体が駆動系で上下移動することによって、ワークであるマスク基板１の表面でレーザビームの直径が変化するので、この直径が最小となった位置を結像位置として設定する。レーザビームの波長による屈折率の誤差の影響は２〜３［μｍ］であり、顕微鏡の観察に使用する白色光源等との結像位置の誤差は無視することができる。
【００２７】
マスク基板１は、検査テーブル２ａ，２ｂ上に搭載してあり、観察座標位置における撓み計算に従って、マスク基板１表面との距離をほぼ同一高さにすることができ、前述の観察顕微鏡にレーザビーム照明を導入することでマスク基板１に接触させないように操作者にアラーム報知を行なうと共に移動を禁止する移動規制システムを構築することができる。
【００２８】
まず、選択している対物レンズ１６とレーザビームのスポット径との関係を先に求めておき、観察座標からマスク基板１の撓みを計算し、粗動させることにより観察可能な高さにし、ワークディスタンス（ＷＤ）の長い低倍率でのフォーカス位置を合わせ、順次対物レンズ１６の倍率を上げて、観察顕微鏡１０内の微調ステージで対物レンズ１６と観察顕微鏡１０の高さを把握しながら確認可能となり、誤って下降し過ぎた場合におけるリミットを利用することによってマスク基板１との接触を防止することができる。すなわち、観察顕微鏡１０を上下させるステージの原点をワークであるマスク基板１から離れる方向、例えば上方側に設置すれば必ず、上から下方向に移動することとなり、ＣＣＤカメラ２０からの画像を常時監視すれば必ず結像位置を通ることができる。この機能を利用して、自動的に結像位置に移動させることもできる。
【００２９】
また、結像状態のレーザビームの直径を対物レンズ１６の倍率毎に登録しておき、結像状態かどうかの判別を観察顕微鏡１０の上下移動ステージの位置と関連付けることによって観察顕微鏡１０または上下移動ステージの異常動作の判定に使用することができる。高倍率のレンズのＷＤを越える撓みとなるＸＹ移動距離の場合は、低倍率に自動的または操作者の操作で切り替え、移動しても衝突しない状態にする。
【００３０】
本発明の基板検査装置は、観察顕微鏡１０の対物レンズ１６の各側面に色テープまたは塗料により色分けを行い、これを色識別センサで判別し、対物レンズ１６の倍率を自動で検出することによって、対物レンズ１６の切り替えによる人為的な誤操作を防止するようにした。マスク基板１上に結像したレーザビームスポットの直径は観察顕微鏡１０の対物レンズ１６の倍率毎に登録してあるので、対物レンズ１６の倍率が切り替え設定されると、それに同期して上下移動可能範囲を設定し、対物レンズ１６を移動してもマスク基板１と観察顕微鏡１０の対物レンズ１６とが接触するのを防止する。
【００３１】
レーザダイオード３０からの出射光であるレーザビームを観察顕微鏡１０の対物レンズ１６の略同軸に入れる場合について説明する。すなわち、図５に示すように本発明の基板検査装置は観察顕微鏡１０の対物レンズ１６の略同軸光路上に平行なレーザビームを入れ、ワークであるマスク基板１上にレーザビームのスポットを作成している。
【００３２】
図６は、観察顕微鏡１０の観察画面の一例を示す図である。図７は、基板表面に照射されるレーザビームの直径と基板表面からの高さとの関係を示す図である。図６において、左側の小円４１がレーザビームのスポットであり、その右側に位置するのが観察位置における欠陥４２である。レーザビームは対物レンズ１６で焦点を結ぶため、高さ方向に応じてスポットのサイズが変化することが知られている。従って、マスク基板１の表面に照射されたレーザビームは、図７に示すようにその高さに比例して直径が変化し、フォーカス面で最小となり、さらに下降移動により拡大する。このため、観察顕微鏡１０の対物レンズ１６は必ず上方から下降してくるので、レーザビームのスポット径の最小位置を検出し、登録したレンズ倍率でのフォーカス時のスポット径と比較することによって、対物レンズ１６がフォーカス位置より下方向に移動し続けた場合、スポット径が徐々に大きくなるので、フォーカス位置より下方に移動したことをレーザビームのスポット径に基づいて感知することができ、それによってマスク基板１と観察顕微鏡１０の対物レンズ１６が接触するのを防止することができる。
【００３３】
図８は、本発明の基板検査装置の動作アルゴリズムの一例を示す図である。この基板検査装置は、観察顕微鏡１０の横に設置したレーザ式距離センサ１１でマスク基板１の撓みを測定し、この撓みのデータにより、マスク基板１と欠陥検査用投光装置との間の距離を最適な高さに調整し、本図では示していないレーザ散乱によるマスク基板の表面検査をおこなう。この撓みの測定は、図４に示すように、マスク基板１のＸ方向側の両端部付近及び中央部付近をそれぞれ測定し、各測定個所の中間付近については補間演算にて算出する。
【００３４】
ステップＳ８１では、検査対象の透明なマスク基板１が検査テーブル支持面に搭載される。検査テーブル上のマスク基板１は２辺支持されているため、図１及び図２に示すような鞍型の撓みが発生する。
ステップＳ８２では、観察顕微鏡１０及びレーザ式距離センサ１１をマスク基板１の移動方向（Ｘ方向）と直角方向（Ｙ方向）に移動させ、次にマスク基板１をＸ方向に移動させることによって、図４の点線矢印のようにＹ方向，Ｘ方向，−Ｙ方向，Ｘ方向，Ｙ方向のように相対的に移動させ、移動時にレーザ式距離センサ１１でマスク基板１のＸ方向側の両端部付近及び中央部付近の３個所の撓み量を測定し、各測定個所の中間付近については補間演算にて算出する。
ステップＳ８３では、レーザ散乱によるマスク基板１の表面検査をおこなう。このとき、撓みの角度に従い、検出系の焦点深度に応じて測定範囲を決め、マスク基板１の表面と検出光学系との距離を最適に設定する。
【００３５】
ステップＳ８４では、表面検査の結果に応じた観察時は観察欠陥座標に基づいて観察時の高さを観察顕微鏡１０の横のレーザ式距離センサ１１で測定しながら高さを最適化する。すなわち、この表面検査の結果に従って、欠陥観察を行うが、この欠陥観察時にも検査時と同様に、基板撓みに従って、撓みデータを利用し、低倍率時観察可能高さに移動させることができる。また、レーザビームのスポット径を利用して、上昇及び下降を最小限にすることができる。また、レーザビームのスポット径を監視することにより、マスク基板１に対物レンズ１６を誤って衝突させることがなくなり、そのリミット設定を使用中の対物レンズ１６の倍率に従って適宜設定できる。また、レーザビームのスポット径を用いて観察移動及びオートフォーカスを利用することができ、時間を大幅に短縮化した観察を行うことができる。欠陥観察時の移動に伴い観察顕微鏡１０の距離を測定する必要がなくなり、レーザビームのスポット径を測定することにより、観察時間の短縮化を図ることができ、また誤動作によるマスク基板１と観察顕微鏡１０の対物レンズ１６との接触防止を図ることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…マスク基板、
１０，１０ａ，１０ｂ…観察顕微鏡、
１１，１１ａ…レーザ式距離センサ、
１６…対物レンズ、
１７…投影用ライトガイドファイバ、
１８…ハーフミラー（偏光ビームスプリッタ）、
１９…結像レンズ、
２０…ＣＣＤカメラ、
２ａ，２ｂ…検査テーブル、
３０…レーザダイオード、
３１…コリメータレンズ、
３２…ピンホール、
３３…４分の１波長板、
３４…偏光ビームスプリッタ、
４０，４０ｂ…迷光板、
４１…小円、
４２…欠陥
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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